Quali sono gli standard per oli e lubrificanti di tipo militare?

Una serie di standard e requisiti riguardano le cose da fare e da non fare per i militari. Ciò include oli e lubrificanti e il loro funzionamento per varie applicazioni. Al di fuori del settore militare, altri settori e applicazioni altamente tecnici e complessi utilizzano questi fluidi a causa dei loro composti superiori. Di seguito, diamo uno sguardo più da vicino a questi standard.

L'intento dietro le specifiche Mil

L'obiettivo principale di Mil-Spec è quello di ottenere funzionalità e compatibilità complete tra oli e lubrificanti progettati per e dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Le serie di specifiche sono suddivise in tipi con la lingua corrispondente che indica questi parametri e gli standard operativi diretti a quale tipo è necessario per l'apparecchiatura o l'operazione.

I requisiti indicano il livello di resistenza ai composti nocivi, come l'ossigeno liquido o i combustibili idrocarburici. Svolgono un ruolo significativo nell'aerospaziale militare, negli aerei e in altre apparecchiature di supporto correlate. Gli operatori applicano i lubrificanti e gli oli specificati nei luoghi di maggior valore o preoccupazione:

• Guarnizioni
• Valvole a maschio
• Cuscinetti del sistema di alimentazione
• Valvole
• Cuscinetti per veicoli aerospaziali

È essenziale notare che questi standard di difesa non sono espliciti per il settore militare e per altri settori. Le organizzazioni altamente tecniche possono utilizzare o richiedere l'uso di oli con specifiche mil. Diamo uno sguardo più da vicino alle sottocategorie e ai loro standard di prestazione.

Standard di prestazione di tipo I

Lo standard prestazionale iniziale, o tipo uno, è progettato per applicazioni con un intervallo di temperatura e viscosità inferiore. Non eseguono e non devono eseguire o servire applicazioni ad alta temperatura.

Standard di prestazione di tipo II

Lo standard di tipo due ha una maggiore capacità di resistere a temperature più elevate. Oltre ad aumentare la compatibilità alla temperatura, un olio o un lubrificante standard di tipo due mil-spec offre ottime prestazioni nelle misure di stabilità termica e chimica. L'ampio intervallo di compatibilità della temperatura va da -40 a 399 gradi Fahrenheit.

Standard di prestazione di tipo III

Lo standard di tipo 3 con specifiche mil è un altro strato di una variante di formula due, con una capacità ancora maggiore di resistere al calore elevato e una resistenza ossidativa superiore. Si verifica un'evaporazione minima e può resistere a temperature a partire da 392 gradi Fahrenheit.

Standard di prestazione di tipo IV

Le specifiche mil di tipo quattro devono soddisfare una lista di requisiti per funzionare al livello di funzione specificato. Alcuni di questi requisiti includono:

• Resistenza alle situazioni di alta pressione
• Esegui su un'ampia gamma di misuratori di temperatura
• Modifiche minime, indipendentemente dalle penetrazioni di lavoro
• Stabilità nell'ossigenazione
• Solubilità minima del carburante

Olio Santi

I lubrificanti hanno diverse proprietà fisiche che servono alla loro funzione e prestazione.

• Viscosità
• Peso specifico e densità

• Punto di scorrimento
• Forza della pellicola
• Punto di infiammabilità
• Resistenza all'ossidazione
• Separazione dell'acqua

• Protezione da ruggine e corrosione

Viscosità

La proprietà più importante è la viscosità. La viscosità, che misura la resistenza dell’olio allo scorrimento, è la proprietà più importante di un lubrificante. L'acqua ha una viscosità relativamente bassa; la melassa ha una viscosità molto più elevata. Tuttavia, se riscaldassi la melassa, diventerebbe più sottile. Allo stesso modo, anche gli oli diventano “più sottili” quando si riscaldano. La viscosità ha una relazione inversa con la temperatura. All’aumentare della pressione aumenta anche la viscosità dell’olio. Pertanto, la viscosità dell'olio in servizio varia con la sua temperatura e pressione.

La viscosità degli oli industriali è generalmente riportata a 40°C. L'International Standards Organization lo utilizza come standard per il suo sistema di classificazione ISO VG che varia da ISO VG 2 a ISO VG 1500. L'ISO VG è definito come il punto medio di un intervallo pari a + 10%. Ad esempio, un fluido idraulico con una viscosità di 31,5 cSt a 40°C ha un ISO VG di 32. La viscosità degli oli del basamento viene generalmente misurata a 100°C. Gli oli lubrificanti possono variare da viscosità molto bassa come solventi e cherosene utilizzati per la laminazione dei metalli, a fluidi ad alta viscosità che scorrono a malapena a temperatura ambiente, come oli per cilindri a vapore o oli per ingranaggi utilizzati negli zuccherifici.

Una caratteristica della viscosità è l'indice di viscosità. Questo è un numero empirico che indica l'effetto del cambiamento sulla viscosità di un lubrificante. Un lubrificante con indice di viscosità elevato non si diluisce molto velocemente quando si riscalda. Sarebbe utilizzato per oli utilizzati all'aperto in estate e in inverno. Gli oli motore multiviscosità hanno un indice di viscosità elevato.

Gravità specifica e densità

Gravità specifica: la massa per unità di volume di una sostanza è chiamata densità ed è espressa in libbre per gallone, kg/m o g/cc. Il peso specifico è definito come la densità di una sostanza divisa per la densità dell'acqua. Una sostanza con peso specifico maggiore di uno è più pesante dell'acqua e viceversa. È una misura di quanto bene una sostanza galleggia sopra l'acqua (o affonda sotto la superficie). L'acqua ha una densità di circa 1 g/cc a temperatura ambiente. I fluidi petroliferi hanno generalmente un peso specifico inferiore a 1, quindi galleggiano. Chiazze di petrolio galleggiano sulla superficie di una pozzanghera.

Gli scarichi dell'acqua nei serbatoi sono posizionati sul fondo del serbatoio. Più basso è il peso specifico, migliore è l'olio che galleggia. L'olio con un peso specifico di 0,788 galleggia molto bene. La densità degli oli diminuisce con la temperatura; galleggiano meglio man mano che si riscaldano. La densità dei prodotti petroliferi è spesso espressa come gravità API, definita come gradi API = (141,5/ gravità Sp @60˚F – 131,5). La gravità API dell'acqua è 10. Poiché la gravità API è il reciproco del peso specifico, maggiore è la gravità API, più leggero è l'olio; quindi meglio galleggia.

Punto di scorrimento

Il punto di scorrimento dell'olio è la temperatura più bassa alla quale si riverserà, o scorrerà, quando raffreddato senza disturbi. Il primo additivo utilizzato nell'olio motore è stato un additivo depressore del punto di scorrimento.

Forza della pellicola

Forza della pellicola is a measure of a fluid’s lubricity. It is the load-carrying capacity of a lubricant film. Forza della pellicola can be enhanced by the use of additives. Many synthetic oils have greater film strength than petroleum oils.

Punto di infiammabilità

Punto di infiammabilità is the temperature at which the vapors of a petroleum fluid ignite when a small flame is passed over the surface. In order for combustion to occur, there has to be a certain air/fuel mixture. If there is too much air, the mixture is too lean – there’s not enough fuel. If there’s too much liquid, it essentially suffocates the flame.

Il punto di infiammabilità è la temperatura alla quale ci sono abbastanza molecole che rimbalzano nell'aria sopra la superficie per produrre una miscela aria/carburante che brucerà (se c'è una scintilla per accenderle, come evidenziato da uno schiocco).

Il punto di infiammabilità è direttamente correlato alla velocità di evaporazione. Un fluido a bassa viscosità generalmente evapora più velocemente di un olio ad alta viscosità, quindi il suo punto di infiammabilità è generalmente inferiore. Per motivi di sicurezza, è una buona idea scegliere un olio che abbia un punto di infiammabilità superiore di almeno 20°F rispetto alla temperatura operativa più alta dell'apparecchiatura. Il punto di fuoco è la temperatura che supporta la combustione per 5 secondi.

Resistenza all'ossidazione

Resistenza all'ossidazione affects the life of the oil. Turbines and large circulating systems, in which oil is used for long periods without being changed, must have oils with high resistance to oxidation. Where oil remains in service only a short time or new oil is frequently added as make-up, those grades with lower oxidation resistance may serve satisfactorily.

Il tasso di ossidazione degli oli di petrolio tende a raddoppiare per ogni aumento di 18°F (10°C) di temperatura, quindi per ogni 18°F (10°C) di aumento della temperatura di un sistema, aspettatevi di cambiare l'olio due volte più spesso. Un altro modo per dirlo è che per ogni diminuzione di 18°F della temperatura dell'olio, la durata dell'olio raddoppia.

Separazione dell'acqua

La separazione dell'olio dall'acqua è chiamata demulsività. L'acqua può causare ruggine, corrosione e usura, oltre a molti altri fattori dannosi come la formazione di schiuma e la cavitazione. Alcuni oli base hanno una naturale repulsione verso l'acqua mentre altri sono facilmente miscibili. Alcuni additivi possono essere utilizzati per compensare la potenziale miscelazione che porterebbe all'emulsificazione.

I sistemi di circolazione dell'olio richiedono oli che demulsionano bene. I sistemi a passaggio singolo non richiedono demulsionanti perché l'olio non ricircola e non raccoglie abbastanza acqua da causare ruggine. I demulsionatori non sono necessari se il sistema è abbastanza caldo da far evaporare l'acqua, come nel caso di un motore. In alcuni casi, l'olio viene miscelato con acqua per migliorare la resistenza al fuoco o il raffreddamento del fluido per la lavorazione dei metalli. Le emulsioni sono importanti per la resistenza al fuoco e il raffreddamento della lavorazione dei metalli.

       Miscela Acqua/Olio Separazione Parziale Separazione Totale  

Inibitore di ruggine e corrosione

Quando i macchinari sono inattivi, il lubrificante può fungere da conservante. Quando i macchinari sono in uso, il lubrificante controlla la corrosione rivestendo le parti lubrificate. Una volta a riposo, la pellicola lubrificante che inibisce la ruggine e la corrosione ha ora rivestito la superficie proteggendola dall'acqua.

Chimica dei lubrificanti

I lubrificanti sono costituiti da oli base e additivi. Gli oli di petrolio rappresentano la maggior parte delle due categorie generali della lubrificazione industriale e dei trasporti. Vengono raffinati dal petrolio greggio che, come tutti sanno, è formato da miliardi e miliardi di minuscoli microrganismi che con il tempo e la pressione si convertono in petrolio. Il termine idrocarburo significa semplicemente che è composto prevalentemente da idrogeno e carbonio, sebbene siano presenti piccole quantità di altri elementi come zolfo e azoto.

I due principali tipi di oli di petrolio utilizzati per i lubrificanti sono paraffinici e naftenici. Quando pensi alla paraffina, pensi alla cera. Questo ti dà una buona idea dei punti di forza dell'olio paraffinico. La cera è un ottimo lubrificante; è scivoloso e abbastanza stabile alle alte temperature. È inefficace alle basse temperature perché diventa solido. Per questo motivo, gli oli paraffinici sono consigliati per la maggior parte dei lubrificanti industriali e dei trasporti, tranne quando funzionano a temperature fredde. Un'altra caratteristica della cera è che lascia pochissimi residui quando si ossida, ma la piccola quantità di residuo è dura e appiccicosa.

Gli oli naftenici non sono cerosi, quindi possono essere utilizzati a temperature molto basse. Sebbene tendano a lasciare più depositi dell'olio paraffinico, ciò che rimane è morbido e soffice. I produttori di compressori spesso preferiscono gli oli naftenici perché i depositi vengono eliminati con l'aria compressa anziché accumularsi sulle valvole di scarico. Gli oli naftenici sono utilizzati anche in molte applicazioni di refrigerazione grazie alle loro buone proprietà a basse temperature.

Fisicamente, gli oli paraffinici possono essere distinti dagli oli naftenici per il loro punto di scorrimento più elevato e la densità inferiore. Gli oli paraffinici pesano tipicamente tra 7,2 e 7,3 libbre per gallone, mentre gli oli naftenici sono leggermente più pesanti. Fare attenzione a caratterizzare la base di un prodotto formulato in base alle proprietà fisiche perché gli additivi possono influenzare fortemente le proprietà fisiche.

(a) e (b) - Paraffina, (c) - Naftene, (d) - Aromatico

Con l'avvento di tecniche di raffinazione più sofisticate, le scorte di base sono state classificate nel Gruppo I, Gruppo II e Gruppo III. Le basi del gruppo I sono oli convenzionalmente raffinati. Il Gruppo II comprende titoli base che contengono più del 90% di acidi grassi saturi e meno dello 0,03% di zolfo con un VI compreso tra 80 e 119. Sono spesso prodotti mediante idrocracking.

 Oli base

Satura Contenuto

Sulfur Contenuto

Viscosità Index

 Gruppo I

<90 %

>0.03 %

80 – 120

 Gruppo II

>90 %

<0.03 %

80-120

 Gruppo III

>90 %

<0.03 %

>120

Gli oli bianchi sono oli di petrolio altamente raffinati che soddisfano i requisiti alimentari e farmaceutici per il contatto diretto con gli alimenti. I clienti possono richiedere che il prodotto sia certificato USDA H-1 per il contatto accidentale con gli alimenti. Mentre l’USDA ha sciolto l’organizzazione che testava e approvava i lubrificanti H-1 per il contatto accidentale con gli alimenti, i produttori possono ora autocertificare che i loro prodotti sono stati formalmente approvati secondo H-1 o che attualmente soddisfano i requisiti stabiliti da tale standard.

Oli base sintetici

Gli oli base sintetici sono prodotti, principalmente, da idrocarburi a basso peso molecolare, il processo produce oli base di alta qualità e con una lunga durata in condizioni operative estreme. In termini generali, gli oli base sintetici sono in grado di gestire una gamma più ampia di temperature di applicazione, quindi forniscono la migliore protezione sia alle alte che alle basse temperature.

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Oli base

Tipo di base

Gruppo IV

Polialfaolefina

Gruppo V

Altre basi sintetiche

[Interruzione del ritorno a capo del testo] API Classification (2nd part)

Sintetico Idrocarburo Fluidi

Gli SHF comprendono il tipo di base lubrificante sintetica in più rapida crescita e sono tutti compatibili con le basi minerali.

Polialfaolefinas (PAO) sono idrocarburi insaturi di formula generale (-CH2-)n, esenti da zolfo, fosforo, metalli e cere. Forniscono eccellente stabilità alle alte temperature e fluidità alle basse temperature, indici di viscosità elevati, bassa volatilità e compatibilità con oli base minerali. Sebbene la stabilità all'ossidazione sia inferiore a quella degli oli minerali e la loro capacità di solvente nei confronti degli additivi polari sia scarsa, solitamente i PAO vengono combinati con altri oli sintetici. Questo olio base è consigliato per oli motore e oli per ingranaggi.

Aromatici Alchilati formato per alchilazione di un composto aromatico, solitamente benzene o naftalene. Forniscono eccellente fluidità a bassa temperatura e bassi punti di scorrimento, buona solubilità per gli additivi, stabilità termica e potere lubrificante. Sebbene il loro indice di viscosità sia più o meno lo stesso degli oli minerali, sono meno volatili, più stabili all'ossidazione, alle alte temperature e all'idrolisi. Sono utilizzati come base per oli motore, oli per ingranaggi e fluidi idraulici.

Polibuteni sono prodotti mediante polimerizzazione controllata di buteni e isobutileni. Rispetto ad altri oli base sintetici sono più volatili, meno stabili all'ossidazione ed il loro indice di viscosità è inferiore; la loro tendenza a produrre fumi e depositi è molto bassa per cui vengono utilizzati per formulare oli per motori a 2 tempi, anche come oli per ingranaggi in combinazione con oli base minerali o sintetici.

Polialchilene I glicoli (PAG) sono polimeri costituiti da ossido di etilene (EO), ossido di propilene (PO) o loro derivati. La solubilità in acqua o altri idrocarburi dipende dal tipo di ossido. Entrambi forniscono buone caratteristiche di viscosità/temperatura, basso punto di scorrimento, stabilità alle alte temperature, alto punto di infiammabilità, buon potere lubrificante e buona stabilità al taglio. I PAG non sono corrosivi per la maggior parte dei metalli e sono compatibili con la gomma. Gli svantaggi principali sono la bassa solvibilità degli additivi e la compatibilità dei liquidi con lubrificanti, guarnizioni, vernici e finiture.

Sono utilizzati come base per liquidi per freni idraulici (DOT3 e DOT 4) per la loro solubilità in acqua, oli per motori a 2 tempi per i bassi depositi alle alte temperature, lubrificanti per compressori e fluidi ignifughi.

Sintetico Esters sono composti contenenti ossigeno che risultano dalla reazione di un alcol con un acido organico. Hanno un buon potere lubrificante, stabilità alla temperatura e idrolitica, solvibilità degli additivi e compatibilità con additivi e altre basi. 

Ma alcuni esteri possono danneggiare i sigilli, quindi richiedono composizioni speciali. Sono utilizzati come oli base per oli motore, miscelati con altre basi sintetiche, perché migliorano le proprietà a bassa temperatura, riducono il consumo di carburante, aumentano la protezione dall'usura e le proprietà viscosità-temperatura.

Inoltre, come oli base per motori a 2 tempi, riducono la formazione di depositi, proteggendo anelli, pistoni e scintille. Permettono di ridurre la quantità di lubrificante dal 50:1 degli oli minerali a 100:1 e fino a 150:1 grazie al loro eccezionale potere lubrificante.

Esteri fosforici sono utilizzati come additivi antiusura grazie al loro elevato potere lubrificante e come oli base per fluidi idraulici e oli per compressori grazie alla loro bassa infiammabilità. Ma la loro stabilità idrolitica e termica e il loro indice di viscosità sono bassi e le loro proprietà a bassa temperatura sono scarse. Inoltre, sono aggressivi con vernici, rivestimenti e guarnizioni.

Esteri di polioli hanno una buona stabilità alle alte temperature, stabilità idrolitica e proprietà alle basse temperature, bassa volatilità e basso indice di viscosità; gli esteri dei polioli possono anche avere un effetto maggiore sulle vernici e causare un maggiore rigonfiamento degli elastomeri. Per sfruttare la loro miscibilità con i refrigeranti idrofluorocarburi (HFC), nei sistemi di refrigerazione vengono utilizzati gli esteri di polioli.

Perfluorurato Polieteri (PFPE) con una densità quasi doppia rispetto a quella degli idrocarburi, sono immiscibili con la maggior parte degli altri oli base e non infiammabili in tutte le condizioni pratiche. Ottima dipendenza viscosità-temperatura e viscosità-pressione, elevata stabilità all'ossidazione e all'acqua, chimicamente inerte e stabile alle radiazioni; queste proprietà si uniscono alla loro stabilità al taglio. Sono adatti come fluidi idraulici nei veicoli spaziali e come dielettrico in trasformatori e generatori.

Polifenile Gli eteri hanno eccellenti proprietà alle alte temperature e resistenza all'ossidazione ma hanno discrete proprietà viscosità-temperatura e sono utilizzati come fluido idraulico per la resistenza alle alte temperature e alle radiazioni.

Polisilossani o Siliconi have high viscosity index, over 300, low pour point, high-temperature stability and oxidation stability so they run well in a wide range of temperatures; they are chemically inert, non-toxic, fire-resistant, and water repellent, they have low volatility and are compatible with seals and plastics.

Il loro svantaggio è la formazione di ossidi di silicio abrasivi in caso di ossidazione, non si formano film lubrificanti aderenti a causa della loro bassa tensione superficiale e mostrano anche una scarsa risposta agli additivi. Sono utilizzati come liquidi per freni e come agenti antischiuma nei lubrificanti. La tabella mette a confronto le diverse proprietà degli oli base sintetici con quelle dell'olio minerale. Confronto tra oli base.

 Oli a base biologica

Sono prodotti principalmente da semi di soia, colza, palma, girasole e cartamo. I loro vantaggi sono l'elevata biodegradabilità, un potere lubrificante superiore, un punto di infiammabilità e un indice di viscosità più elevati; ma il loro punto di scorrimento è elevato e la stabilità ossidativa è scarsa, inoltre il riciclaggio è difficoltoso.

Le principali applicazioni sono fluidi idraulici, fluidi per trasmissioni, oli per ingranaggi, oli e grassi per compressori. Meglio quando l'applicazione è a perdita totale, in interni o dove il basso punto di scorrimento non è un problema, nell'industria alimentare o in aree sensibili dal punto di vista ambientale.

Additivi

I lubrificanti richiedono ingredienti aggiuntivi oltre all'olio base per fornire funzionalità. Di seguito è riportato un elenco dei materiali comuni utilizzati. Additivi dal 5% al 30% di una formula di oli con olio motore che utilizza la concentrazione più alta.

L'olio motore tipico delle autovetture contiene detergenti, disperdenti, inibitori della ruggine, additivi antiusura, depressori del liquido, antiossidanti, additivi antischiuma e modificatori dell'attrito. Gli additivi antiusura aiutano a ridurre l'usura tra le parti del motore fortemente caricate; detergenti e disperdenti aiutano a prevenire l'accumulo di contaminanti, fanghi, fuliggine e vernici; e gli inibitori dell'ossidazione aiutano a prevenire la rottura del lubrificante a temperature di esercizio elevate.

Agenti per pressioni estreme (EP). – un additivo a base di fosforo, zolfo o cloro tipicamente utilizzato negli oli per ingranaggi che impedisce il grippaggio delle superfici metalliche scorrevoli in condizioni di pressione estrema. A temperature locali elevate si combina chimicamente con il metallo per formare una pellicola superficiale. Gli additivi EP sono costituiti da zolfo, fosforo o cloro. Diventano reattivi ad alta temperatura (160+F) e attaccheranno le superfici gialle e possono essere leggermente corrosivi per alcuni metalli, specialmente a temperature elevate.

Antischiuma o Inibitore di schiuma – additivi a base siliconica utilizzati nei sistemi turbolenti, aiutano a combinare piccole bolle d'aria in grandi bolle che salgono in superficie e scoppiano. Diminuisce la tensione superficiale della bolla per assottigliarla e indebolirla per farla scoppiare. La maggior parte degli oli contiene inibitori di schiuma che agiscono alterando la tensione superficiale dell'olio. Permette alle bolle di combinarsi e rompersi. Gli inibitori di schiuma sono a base di silicone o sono agenti antischiuma organici.

Inibitori di ruggine e corrosione – carbon-based molecules designed to absorb onto metal surfaces to prevent attack by air and water. Rusting and corrosion work by slowing the deterioration of a component surface due to a chemical attack by acidic products of oil oxidation. Rusting refers to the process of a ferrous surface oxidizing due to the presence of water in oil. Oils that contain rust and oxidation inhibitors are known as R&O oils in the US, and HL oils overseas.

Inibitori dell'ossidazione – gli antiossidanti aminici e fenolici agiscono interrompendo la reazione a catena dei radicali liberi che porta all’ossidazione. In sostanza, quando l'olio inizia a decomporsi in presenza di ossigeno, questi inibitori interrompono la reazione. Inoltre impediscono al metallo di accelerare la reazione di ossidazione disattivando il metallo. Vengono aggiunti inibitori dell'ossidazione per prolungare la durata dell'olio. L'ossigeno reagisce con l'olio per produrre acidi deboli che possono bucare le superfici. Gli inibitori dell'ossidazione rallentano la velocità di ossidazione.

La stabilità all'ossidazione è importante nella maggior parte delle applicazioni di compressori a causa del calore generato. L'olio ossidato può creare depositi che si accumulano sulle valvole di scarico consentendo loro di rimanere aperte. Ciò fa sì che l'aria calda venga risucchiata nella camera di compressione dove viene ricompressa. L'aria può generare calore sufficiente per accendere i depositi e provocare un incendio o un'esplosione. L'uso di materiali sintetici può ridurre al minimo questa possibilità.

Additivo antiusura – Lo zinco dialchil ditiofosfato (ZDDP) è l’additivo antiusura più comune, sebbene esistano molti additivi privi di zinco a base di zolfo e fosforo che conferiscono anche proprietà antiusura. L'estremità zinco-zolfo-fosforo della molecola viene attratta dalla superficie metallica consentendo alle lunghe catene di carboni e idrogeni sull'altra estremità della molecola di formare un tappeto scivoloso che previene l'usura.

Non una reazione chimica, piuttosto un'attrazione fortissima. Esistono altri additivi antiusura che non contengono zinco. Alcuni sono a base di zolfo, altri di materiali grassi. Gli additivi antiusura, di norma, non sono così aggressivi come gli additivi per pressioni estreme. Gli oli che contengono additivi antiusura sono spesso chiamati oli AW negli Stati Uniti o portano la designazione HLP in Europa. Gli oli antiusura contenenti zinco generalmente non sono consigliati per i compressori d'aria perché il pacchetto antiusura può compromettere la stabilità all'ossidazione dell'olio.

Demulsionante – I polimeri a base di carbonio influenzano la tensione interfacciale dei contaminanti, quindi si separano rapidamente dal petrolio. La stabilità idrolitica è la capacità dell'olio di resistere alla degradazione in presenza di acqua. Questo è importante perché qualsiasi sistema aperto all'atmosfera sarà esposto a una certa umidità derivante dall'umidità e dalla condensa. Alcuni fluidi a base di esteri hanno una stabilità idrolitica relativamente scarsa e diventeranno rapidamente acidi in presenza di acqua.

Punto di scorrimento Depressants – sostanze chimiche progettate per ridurre la solidificazione dell'olio alla temperatura più bassa alla quale verrà versato secondo un test di laboratorio ASTM. Tipicamente, si tratta di molecole di metacrilato e inibiscono la cristallizzazione delle molecole di cera.

Viscosità Index Improvers – prodotti chimici progettati per ridurre la diluizione di un olio quando la temperatura aumenta. Queste sostanze chimiche sono tipicamente molecole di metacrilato e inibiscono l'assottigliamento dell'olio espandendo la loro impronta molecolare e riducendo così la fluidità all'aumentare della temperatura.

Detergenti – tipicamente utilizzati nelle formule degli oli motore, sono progettati per mantenere il sistema pulito da depositi. Spesso sono di natura alcalina e contribuiscono quindi ad aumentare il TBN dell'olio. Gli oli lubrificanti per motori diesel sono composti con additivi alcalini per aiutare a neutralizzare gli acidi della combustione. Forniscono anche proprietà antiossidanti. I composti tipici contengono calcio o magnesio.

Detergenti have their disadvantages. Detergenti move deposits downstream where they may build up on heat transfer surfaces in coolers. Detergent oils absorb water. If water can build up in the oil, it will cause rust and will accelerate oxidation. Compressors generate water because the humidity from the air condenses as the air is compressed. It is generally removed in a coalescer or knockout drum, but some water gets into the oil. For this reason, detergent oils are only used in limited applications.

Disperdenti – progettato per catturare particelle come la fuliggine per formare una micella e mantenerla in sospensione. Questi composti possono far parte della chimica dei detergenti o essere privi di metalli, quindi possono essere utilizzati in formulazioni senza ceneri. Alcuni additivi possono effettivamente contribuire all'usura. Una quantità eccessiva di detergente/disperdente metallico può lasciare depositi di tipo cenere che possono risultare abrasivi. Esiste un test per misurare la quantità di cenere lasciata quando un olio viene bruciato. È comunemente noto come test delle ceneri solfatate. Alcuni produttori di motori limitano la quantità di ceneri presenti nell'olio. Un olio “senza ceneri” richiesto per alcuni motori aeronautici contiene meno dello 0,1% di ceneri, mentre un olio ad alto contenuto di ceneri utilizzato in alcuni motori marini con carburante ad alto contenuto di zolfo può contenere ceneri superiori all'1,5%.

Additivi can be depleted in service. There is a quick field test used to measure the level of detergency and dispersant of used oils. It is commonly known as the Oil spot (or patch) test. A simple test is when oil is filtered through a patch and treated with a solvent. If particles are concentrated in the center of the patch, it indicates that water or anti-freeze may be impairing dispersancy. The oil spot test can also pick up fuel soot, which are particles formed from fuel that is not completely burned. The filter patch can show evidence of dirt contamination, too.

Compatibilità

additivi lubrificanti sono stati sviluppati per migliorare le caratteristiche esistenti dell'olio base con cui è formulato un lubrificante, per ridurre le carenze degli oli base o conferire nuove caratteristiche prestazionali. Gli oli motore sono stati i primi lubrificanti ad essere formulati con additivi. Sono stati e continuano ad essere il più grande segmento di mercato per la lubrificazione. Non sorprende quindi che la maggior parte degli sforzi di ricerca e sviluppo siano stati concentrati sul miglioramento dell’olio motore.

Nel 1911, l'American Society of Automotive Engineers (SAE) istituì il sistema di classificazione dell'olio. Ciò era correlato solo alla viscosità dell'olio e non alle prestazioni. Fino agli anni '30 gli oli motore non contenevano additivi. Erano solo oli base. Prima dell'introduzione della chimica additiva, gli intervalli di cambio dell'olio erano di 750 miglia. A causa delle crescenti richieste dei consumatori e delle pressioni economiche, i motori a combustione interna sono diventati più sofisticati. Gli oli motore stavano diventando sempre più stressati e le sfide sulle loro riserve di prestazione hanno dato origine alla necessità di additivi.

Il primo additivo per olio sviluppato è stato il depressore del punto di scorrimento. Questi polimeri acrilici furono sviluppati a metà degli anni '30. All'inizio degli anni '40 furono introdotti additivi antiusura come il ditiofosfato di zinco, seguiti da inibitori di corrosione e poi da detergenti solfonati. Si è scoperto che i detergenti a base di solfonato forniscono la neutralizzazione degli acidi nonché la permanenza dell'ossidazione nonché la permanenza della ruggine e della corrosione.

Nel 1932, l'American Petroleum Institute (API) stabilì un sistema di specifiche per la classificazione delle prestazioni dell'olio motore. Questa è una considerazione importante perché è l'unico sistema mediante il quale un lubrificante può essere ritenuto compatibile con un altro di un produttore diverso senza la necessità di testare la compatibilità. Finché gli oli hanno lo stesso grado di viscosità e hanno la stessa classificazione API e viscosità SAE, gli oli sono compatibili; l'utente può mescolare gli oli se necessario. Questo non è il caso degli altri lubrificanti.

Quando si miscelano lubrificanti diversi, può verificarsi una reazione avversa tra due oli in determinate condizioni di lavoro in un sistema. Questa è considerata “incompatibilità dei lubrificanti”. Molto spesso la causa dell'incompatibilità è la neutralizzazione di un additivo acido in un olio da parte di un additivo alcalino nell'altro olio. Il risultato è che gli additivi reagiscono tra loro invece che con la superficie metallica, le particelle o i radicali liberi presenti nell'olio.

Il composto appena formato diventa inefficace e precipita (drop out). Quasi tutti gli additivi sono polari ed è ciò che guida questa reazione. Questo è previsto dalla progettazione. La polarità fornisce reazioni superficiali e reazioni di contaminazione, tutte a beneficio della risorsa. Durante la reazione di incompatibilità, spesso si forma un sapone che può far precipitare un gel simile al grasso che interferisce con la lubrificazione e il flusso dell'olio.

Tuttavia, gli oli misti potrebbero non sempre portare a problemi di incompatibilità. Possono esistere senza precipitazione o reazione in un sistema operativo per un periodo indefinito fino all'introduzione dell'acqua. L'acqua può portare rapidamente ad una reazione tra gli additivi polari. Il ferro e il rame presenti a livello molecolare possono fungere da catalizzatori in queste reazioni. Le reazioni di incompatibilità non sono reversibili. La rimozione dell'acqua asciugando l'impianto e dell'olio non rimuove il gel formatosi né elimina il sapone.

In genere, gli additivi acidi si trovano negli oli per ingranaggi, idraulici e in alcuni oli di circolazione. Gli additivi a base alcalina vengono utilizzati negli oli motore. Esistono alcuni additivi che non sono né acidi né basici ma neutri, questi tipi di additivi vengono utilizzati nei compressori e negli oli di refrigerazione. Gli additivi acidi sono identificati come acidi forti e reagiscono più velocemente degli acidi che si formano durante la fase di inizio dell'ossidazione, che sono tipicamente acidi carbossilici o acidi nitrici, e sono acidi deboli a causa del numero limitato di protoni donati.

Gli acidi deboli reagiscono più lentamente degli acidi forti. Questo è il motivo per cui gli oli con additivi chimici incompatibili reagiscono così velocemente. Gli additivi non sono l’unico colpevole. Gli oli base di glicoli propilenici, poliglicoli, esteri fosfati e esteri di polioli hanno una compatibilità da discreta a scarsa con i lubrificanti a base di olio minerale. Anche se questi oli potrebbero non contenere sostanze solide, potrebbero formare fanghi. Molti non si mescoleranno con i lubrificanti a base minerale.

La gestione della lubrificazione è alla base dell’affidabilità della macchina. Senza l'adozione di buone pratiche di lubrificazione, si corre il rischio di guasti, riparazioni costose, sprechi di lubrificante e altri inconvenienti. Detto questo, lo sviluppo e la gestione di un programma di lubrificazione efficace richiede una notevole attenzione ai dettagli e la volontà di dedicare tempo e risorse. Questo articolo delinea le considerazioni chiave per la creazione del programma di lubrificazione e le migliori pratiche per una gestione efficace della lubrificazione.

Le sei fasi del ciclo di vita dei lubrificanti

Il primo passo per ottimizzare il programma di lubrificazione è comprendere l'intero ciclo di vita del lubrificante. La metodologia ASCEND™ di Noria offre un approccio strutturato alla gestione della lubrificazione, dividendo il ciclo di vita in sei fasi distinte, dalla ricezione allo smaltimento. Ogni fase prevede una serie di migliori pratiche che contribuiscono all'eccellenza complessiva della lubrificazione e all'affidabilità della macchina.

1. Selezione

La scelta del lubrificante giusto è il primo e uno dei passaggi più cruciali nel ciclo di vita del lubrificante. Il lubrificante selezionato deve soddisfare i requisiti prestazionali specifici del macchinario e del suo ambiente operativo. Ciò implica comprendere le condizioni operative della macchina, come temperatura, carico, velocità e ambiente, e abbinarle alle proprietà del lubrificante.

Considerazioni chiave:

• Compatibilità with equipment materials and seals
• Resistenza alle temperature estreme e all'ossidazione
• Capacità di ridurre al minimo l'attrito e l'usura
• Impatto ambientale e rispetto delle normative

2. Reception & Storage

Una volta selezionato, il lubrificante deve pervenire nelle condizioni corrette. Questa fase prevede test per confermare che il lubrificante non sia contaminato durante il trasporto e arrivi nello stato previsto. Da lì, deve essere conservato in un ambiente che lo mantenga pulito, fresco e asciutto.

Considerazioni chiave:

• Utilizzo di contenitori sigillati e corretta etichettatura
• Conservazione in aree fresche, asciutte e pulite, lontano dalla luce solare diretta
• Ispezione regolare delle condizioni di stoccaggio e dei contenitori di lubrificante
• Utilizzo di attrezzature di trasferimento adeguate per ridurre al minimo i rischi di contaminazione

3. Handling & Application

Applicare correttamente il lubrificante è fondamentale per massimizzarne l'efficacia. Questa fase prevede l'applicazione del lubrificante nella posizione corretta, utilizzando gli strumenti giusti e il trasferimento dal luogo di stoccaggio all'attrezzatura con contenitori puliti. La precisione nell'applicazione (giusta quantità, giusta frequenza) è fondamentale per evitare la scarsa o eccessiva lubrificazione, che possono entrambe causare problemi significativi.

Considerazioni chiave:

• Formazione del personale sulle corrette modalità e strumenti applicativi
• Configurazione della macchina basata sullo stato di riferimento ottimale
• Percorsi di lubrificazione progettati per l'ottimizzazione dei carichi di lavoro, delle risorse e del personale
• Utilizzo di sistemi di lubrificazione automatizzati ove appropriato

4. Contamination Control & Reconditioning

Il controllo della contaminazione è essenziale per mantenere l'integrità del lubrificante durante tutto il suo ciclo di vita. Questa fase prevede la protezione del lubrificante da contaminanti quali sporco, umidità e altri materiali estranei durante lo stoccaggio, la movimentazione e l'applicazione. L'implementazione di sistemi di filtraggio, l'utilizzo di contenitori di stoccaggio adeguati e il rispetto delle migliori pratiche di manipolazione possono ridurre significativamente il rischio di contaminazione.

Considerazioni chiave:

• Utilizzo di sfiati essiccanti per rimuovere particelle e umidità dall'olio
• Utilizzo di attrezzature pulite per lo stoccaggio e il trasferimento per prevenire l'esposizione a contaminanti.
• Utilizzo di filtrazione, centrifugazione e disidratazione per rimuovere contaminanti e ripristinare le proprietà del lubrificante.
• Mantenere ambienti puliti e controllati nelle aree di stoccaggio e movimentazione.

5. Monitoring, Analysis, & Troubleshooting

L'analisi dei lubrificanti è un potente strumento per monitorare le condizioni sia del lubrificante che dei macchinari. L'analisi regolare aiuta a rilevare contaminazione, degrado o qualsiasi altro problema che potrebbe influire sulle prestazioni della macchina. Monitorando le condizioni del lubrificante nel tempo, i professionisti dell'affidabilità possono prendere decisioni informate su quando cambiare o ricondizionare il lubrificante.

Considerazioni chiave:

• UEstabilire un programma di analisi di routine del lubrificante.
• Monitoraggio di indicatori chiave come viscosità, livelli di contaminazione ed esaurimento degli additivi.
• Utilizzo dei risultati dell'analisi per modificare i programmi di lubrificazione o selezionare lubrificanti alternativi.

6. Energy Conservation, Health & The Environment

La fase finale del ciclo di vita della lubrificazione è lo smaltimento, che è fondamentale per la conformità ambientale e la sicurezza. Questa fase prevede la rimozione e lo smaltimento sicuro dei vecchi lubrificanti secondo gli standard normativi, oltre a considerare le opzioni per il riciclaggio o il ricondizionamento, ove possibile.

Considerazioni chiave:

• Norme ambientali sullo smaltimento dei lubrificanti
• Gestire correttamente perdite e sversamenti di lubrificante
• Ridurre il consumo di energia minimizzando l'attrito con la corretta selezione e applicazione del lubrificante

Migliori pratiche per la gestione della lubrificazione

Ora che sei a conoscenza delle considerazioni relative a ciascuna fase del ciclo di vita del lubrificante, è il momento di fornire suggerimenti per una gestione efficace della lubrificazione. Per eccellere veramente in quest’area, le organizzazioni non devono solo implementare pratiche di lubrificazione valide, ma anche investire negli strumenti e nella formazione giusti. Il valore di una formazione completa sulla lubrificazione non può essere sopravvalutato: fornisce ai team di manutenzione le competenze necessarie per applicare i lubrificanti in modo accurato e gestirli in modo efficace. Inoltre, l'utilizzo del software di gestione della lubrificazione aiuta a semplificare i processi, ad automatizzare la pianificazione e a fornire approfondimenti basati sui dati per il miglioramento continuo. Altrettanto importante è designare un leader del programma che supervisioni e guidi la strategia di lubrificazione e applichi le migliori pratiche in tutta l’organizzazione. Insieme, questi elementi formano una struttura solida per ottimizzare la gestione della lubrificazione e migliorare le prestazioni operative complessive.

Avere un leader di programma dedicato

La nomina di un leader dedicato al programma di lubrificazione è essenziale per garantire che le migliori pratiche siano costantemente applicate e mantenute in tutta l'organizzazione. Questo leader funge da punto centrale di responsabilità, supervisionando lo sviluppo, l'implementazione e il miglioramento continuo del programma di lubrificazione. Un leader del programma svolge anche un ruolo cruciale nel promuovere una cultura di manutenzione proattiva, coordinando gli sforzi di formazione e integrando nuove tecnologie come il software di gestione della lubrificazione.

Investi nella formazione sulla lubrificazione

Investire nella formazione sulla lubrificazione è fondamentale per un programma di lubrificazione di successo. Sebbene la lubrificazione possa sembrare un compito semplice, le sfumature relative alla selezione, all'applicazione e alla gestione dei lubrificanti richiedono una profonda comprensione e un insieme di competenze specifiche. Una formazione adeguata fornisce a coloro che sono coinvolti nelle attività di lubrificazione le conoscenze e le competenze necessarie per eseguire tali attività con la necessaria precisione.

Per coloro che iniziano con la lubrificazione o non hanno ricevuto alcuna formazione formale precedente, si consiglia di iniziare con Lubrificazione dei macchinari I, che copre le conoscenze di base tra cui la selezione del lubrificante, il controllo della contaminazione, considerazioni sulla conservazione e la movimentazione, le ispezioni e altro ancora. Da lì, corsi avanzati come Oil Analysis II, Machinery Lubrication II e Machinery Lubrication Engineer possono aiutare ad espandere le conoscenze sulla lubrificazione e migliorare ulteriormente il programma.

Implementare il software di gestione della lubrificazione

A causa dell'abbondanza di procedure, ispezioni e dati associati alla lubrificazione, si consiglia di utilizzare un software dedicato per mantenere tutto organizzato. Il software di gestione della lubrificazione (LMS) aiuta a semplificare i processi di lubrificazione, monitorare il successo del programma ed eseguire tutte le attività in modo efficiente.  

Perché non gestire le attività di lubrificazione in un CMMS insieme ad altre attività di manutenzione? Alcuni motivi. Innanzitutto, in genere sono numerose le attività di lubrificazione che devono essere completate quotidianamente (e talvolta anche più volte al giorno). Un CMMS è specializzato in PM che vengono eseguiti di routine ma in genere non con questa frequenza. Ciò si traduce in troppe attività, con conseguente mancato lavoro da parte del CMMS. Un altro motivo è che le informazioni critiche necessarie per lubrificare accuratamente un'apparecchiatura sono raramente codificate e associate all'elenco o alla gerarchia delle risorse CMMS. Queste informazioni potrebbero includere punti di ispezione dettagliati, volume di lubrificante, tipo di lubrificante, procedura corretta per lubrificare il componente e altri dati pertinenti.

Diamo un'occhiata alle caratteristiche principali di LubePM, il software leader nella gestione della lubrificazione:

Gestione centralizzata dei dati

Il software di gestione della lubrificazione centralizza tutti i dati relativi alla lubrificazione, comprese le specifiche dei lubrificanti, i programmi di applicazione e i dati di ispezione. Ciò consente un facile accesso e condivisione delle informazioni tra i membri del team.

Con tutti i dati in un unico posto, diventa più semplice tenere traccia del ciclo di vita di ciascun lubrificante, dalla selezione allo smaltimento, e assicurarsi che il programma migliori costantemente. Sistemi come questo tornano utili anche quando c'è turnover in un'organizzazione. Invece che tutta la conoscenza del programma venga buttata fuori dalla finestra quando qualcuno si dimette o va in pensione, rimane all'interno dell'LMS.

Pianificazione automatica del percorso e avvisi

Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di LubePM è la capacità di automatizzare i programmi di lubrificazione. I team di manutenzione possono facilmente generare percorsi di lubrificazione dettagliati che delineano attività, frequenze e posizioni specifiche per ciascuna apparecchiatura. Il software consente la personalizzazione di questi percorsi in base alle esigenze specifiche della macchina in termini di giusto tipo e quantità di lubrificante al momento giusto.

Inoltre, il software può inviare avvisi e notifiche per attività di lubrificazione imminenti, attività scadute o quando è necessario analizzare o sostituire un lubrificante. Questo approccio proattivo aiuta a mantenere prestazioni ottimali delle apparecchiature e a prevenire i problemi prima che si verifichino.

Reporting e analisi dettagliati

Il software di gestione della lubrificazione fornisce potenti strumenti di reporting e analisi che consentono agli utenti di analizzare il successo del programma di lubrificazione nel tempo. Questi strumenti aiutano a identificare tendenze, rilevare potenziali problemi e ottimizzare gli intervalli di lubrificazione sulla base di dati reali. I report generati dal software possono includere informazioni sull'uso del lubrificante, consigli sull'hardware, risparmi sui costi e altro ancora. Questo approccio basato sui dati consente un miglioramento continuo delle pratiche di lubrificazione e supporta un processo decisionale informato.

Linea di fondo

Una gestione efficace della lubrificazione è una componente vitale di una strategia di manutenzione di successo, poiché incide direttamente sull’affidabilità delle apparecchiature. Investendo in una formazione completa sulla lubrificazione, utilizzando software avanzati di gestione della lubrificazione e nominando un leader del programma dedicato, le organizzazioni possono creare un approccio strutturato e proattivo alla lubrificazione. Queste migliori pratiche non solo aiutano a prevenire costosi guasti alle apparecchiature, ma ottimizzano anche l'uso delle risorse, riducono i tempi di inattività e prolungano la vita delle risorse critiche.

Vuoi eliminare le congetture dalla gestione della lubrificazione? Scopri di più sul software di gestione della lubrificazione LubePM.